第二节　机体组的维修

一、机体组的结构

机体是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安装基础，其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件，承受各种载荷。因此，机体必须要有足够的强度和刚度。机体组主要由气缸体、气缸盖、气缸垫和油底壳组成，如图2-3所示。

1 气缸体

气缸体是发动机的装配基体，其结构复杂，一般采用铸铁或铝合金材料铸造而成。气缸为圆柱形空腔，活塞在其内部作往复直线运动，多个气缸组合成一体即为气缸体，如图2-4所示。

根据气缸的排列形式，气缸体有直列式、对置式（也称卧式）和V型三种结构形式，如图2-5所示。直列式气缸体的各个气缸排成一列，一般是垂直布置；对置式气缸体的气缸通常排成两列，两列气缸之间的夹角γ=180°；V型气缸体的气缸也排成两列，但两列气缸之间的夹角γ＜180°（一般为60°或90°）。对置式和V型气缸体与缸数相同的直列式气缸体相比，高度降低，长度缩短，但宽度增大。

气缸体下部包围着曲轴的部分称曲轴箱。为安装曲轴，在曲轴箱内加工有若干个同心的主轴承座孔。

曲轴箱有三种结构形式，如图2-6所示。

2 气缸套

气缸内表面由于受高温高压燃气的作用并与高速运动的活塞接触而极易磨损。为提高气缸的耐磨性和延长气缸的使用寿命而又有不同的气缸结构形式和表面处理方法。

气缸套实物如图2-7所示。

如图2-8（a）所示，干式气缸套不与冷却液接触，壁厚一般为2～3mm，外表面和气缸套座孔内表面均需精加工，以保证必要的精度和便于拆装。优点是机体刚度大，气缸中心距小，质量小，加工工艺简单。缺点是传热较差，温度分布不均匀，容易发生局部形变。

如图2-8（b）所示，湿式气缸套外壁与冷却液直接接触，壁厚一般为5～8mm，利用上下定位环带实现径向定位，轴向定位靠气缸套上部凸缘与机体顶部相应的支承面配合实现。湿式气缸套的优点是机体上没有密封水套，容易铸造，传热好，温度分布比较均匀，修理方便，不必将发动机从汽车上拆下就可更换气缸套。缺点是机体刚度差，容易漏水。

如图2-8（c）所示，无气缸套式机体即不镶嵌任何气缸套的机体，在机体上直接加工出气缸，优点是可以缩短气缸中心距，使机体尺寸和质量减小，但成本较高。

3 气缸盖

气缸盖的功用是封闭气缸上部，并与活塞顶构成燃烧室。气缸盖结构复杂，一般采用铸铁或铝合金材料铸造而成。对具体发动机而言，气缸盖的结构各异，但有许多共同点。气缸盖如图2-9所示。

气缸盖与气缸体接合平面上的凹坑是燃烧室的组成部分。

在水冷式发动机的气缸盖内设有水套，气缸盖端面上的冷却水孔与气缸体上的冷却水孔相通，以便用循环冷却水对燃烧室等高温机件进行冷却。汽油发动机的气缸盖上还加工有火花塞安装座孔，柴油发动机气缸盖上则加工有喷油器安装座孔。

在缸心距较大、缸数较多的发动机上，为制造和维修方便、减小缸盖变形对气缸密封性的影响，有些采用分开式气缸盖，即一缸一盖、两缸一盖或三缸一盖。

4 气缸垫

气缸垫如图2-10所示，安装在气缸盖与气缸体之间，功用是保证气缸体与气缸盖的接合面密封。

目前应用的气缸垫多数由金属与石棉及粘接剂压制而成，具有一定的弹性，用以补偿气缸体和气缸盖平面的平面度误差。

5 油底壳

油底壳如图2-11所示。油底壳的主要功用是储存机油并封闭曲轴箱。油底壳受力很小，一般采用薄钢板冲压而成，其形状决定于发动机的总体布置和机油的容量。为保证在发动机纵向倾斜时机油泵能吸到机油，油底壳后部一般做得较深。油底壳底部装有放油螺塞。有的放油螺塞是磁性的，能吸附机油中的金属屑，以减少发动机运动零件的磨损。

二、机体组的检修

1 气缸体的检修

（1）气缸体裂损的检查与修理　气缸体裂损一般发生在水套或其他壁厚较薄的部位。

水压或气压试验的压力为0.3～0.4MPa。如图2-12所示，水压试验时，首先将气缸体、气缸垫和气缸盖装配好，密封水套的出水口，然后从水套进水口将水压入，查看漏水部位，即为气缸体裂损部位。气压试验与水压试验方法类似，将压缩空气压入气缸体水套后，将气缸体放入水池或在气缸体表面涂遍肥皂水，查看冒气泡的部位，即为气缸体裂损部位。检查出气缸体裂损部位后，应做好标记，以便修理。

（2）气缸体上平面变形的检查与修理　气缸体上平面变形多是由于发动机长期过热等原因引起，影响与气缸盖接合的密封性。

检查气缸体上平面的平面度时，应分别检查如图2-13所示的六个方向的平面度。检查时，如图2-14所示，在气缸体上平面上放置直尺，并用塞尺测量直尺与气缸体上平面之间的间隙，测得的最大值即为气缸体上平面的平面度误差。其使用极限：铝合金气缸体一般为0.25mm，铸铁气缸体一般为0.10mm。

（3）气缸缸径的检查

① 测量部位　选用适当量程的内径百分表，按图2-15所示的部位和要求进行测量。在气缸体上部距气缸上平面10mm处，气缸中部和气缸下部距缸套下部10mm处三点，按轴向和推力两个方向分别测量气缸的直径，如图2-16所示。

② 气缸圆度的测量　选择合适的测杆，并使其压缩1～2mm以留出测量余量。将测杆伸入气缸中，微微摆动表杆，使测杆与气缸中心线垂直，内径百分表指示最小读数，即为正确的气缸直径位置。用内径百分表在垂直于曲轴方向测量，旋转表盘，使零刻度对准大表针，然后，将测杆在此横截面上旋转一圈，此时表针所指刻度与零刻度之差的1/2即为该缸的圆度误差。如果测量值大于规定尺寸，则更换气缸体。

③ 气缸圆柱度的测量　用内径百分表在b部位推力方向测量并找出正确的气缸直径位置。旋转表盘，使零刻度对准大指针。然后，依次测出其他五个数值，取六个数值中最大差值之半作为该气缸的圆柱度误差。如果测量值大于规定尺寸，则更换气缸体。

④ 气缸磨损尺寸的测量　一般发动机最大磨损尺寸在前后两缸的上部，应重点测量这两缸。测量时，用内径百分表在b部位推力方向测量并找出正确的气缸直径位置。旋转表盘，使零刻度对准大指针，并注意观察小指针所处位置。取出内径百分表，将测杆放置于外径千分尺的两测头之间，旋转外径千分尺的活动测头，使内径百分表的大指针指向零刻度，且小指针处于原来的位置（在气缸中所指示的位置）。此时，外径千分尺的尺寸即为气缸的磨损尺寸，按此找出该发动机气缸的最大磨损尺寸。

2 气缸盖的检修

① 气缸盖裂损的检查与修理　气缸盖裂损一般发生在水套薄壁处或气门座等处，会导致漏水或漏气。裂损的原因一般是铸造引起的残余应力或使用不当。气缸盖裂损可参照气缸体裂损进行检查与修理。

② 气缸盖平面变形的检查与修理　气缸盖平面变形多发生在与气缸体的接合平面上，会影响密封性，其原因一般是热处理不当、缸盖螺栓拧紧力矩不均或放置不当。检查方法与气缸体上平面变形检查基本相同，平面度误差一般不能超过0.05mm，否则应进行修理或更换。

③ 清除燃烧室积炭　气缸盖上燃烧室内的积炭过多，会使燃烧室有效容积变小，改变发动机的压缩比。拆下气缸盖后，若发现燃烧室积炭过多，应采用机械方法或化学方法进行清理。

④ 火花塞安装座孔的修理　汽油发动机的火花塞为易损零件，使用中经常拆装。频繁拆装有时会导致火花塞安装座孔螺纹损坏，可采用镶套法修理，即将损坏的火花塞安装座孔钻大（约10mm）并攻制细螺纹，再用与气缸盖相同的材料加工一个合适的螺堵拧入已加大的火花塞安装座孔，紧固后在螺堵上加工火花塞安装座孔。

⑤ 气缸盖的拆装　为避免气缸盖变形，拆卸气缸盖时，气缸盖螺栓应按由四周向中央的顺序，分2～4次逐渐拧松，气缸盖螺栓拆装顺序如图2-17所示。

安装气缸盖时，按与拆卸相反的顺序分次逐渐拧紧气缸盖螺栓，拧紧力矩必须符合原厂规定。

3 气缸垫的检修

气缸垫的常见故障是烧蚀击穿，其原因主要是气缸盖和气缸体平面不平、气缸盖螺栓拧紧力矩不足、气缸垫质量不好。气缸垫烧蚀击穿部位一般在水孔或燃烧室孔周围，会导致发动机漏气或冷却水进入润滑油中。